Associative thickeners. Part I: Synthesis,rheology and aggregation behavior

Nonionic associative thickeners with systematic changes in chemical composition have been synthesized. Rheological measurements of thickened latexes are presented as well as measurements of relaxation times, intrinsic viscosity and osmotic pressure of polymers in pure water solution. We find that the general hydrophobicity of the polymers' end groups control both rheology and efficiency. Hydrophobic parts in the interior of the polymer do not seem to effect rheology in latex systems. Viscosity increases with molecular weight in the low molecular region (Mw<10000), and passes through a maximum in the high molecular region. The thickeners seem to form micelle-like aggregates even at very low concentrations, while at higher concentrations the viscoelastic properties may be modeled by means of one Maxwell element. Only the network relaxation times but not the network structure seems to be dependent on the polymers' end group.     

水性乳液/聚氨酯模型缔合增稠剂的触变性机理

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与聚乙二醇(PEG, 分子量为4000, 6000和8000)为原料, 以直链醇(C12, C14, C16和C18)为封端剂, 合成了疏水改性乙氧基化氨基甲酸酯(HEUR), 并将其应用于乳液增稠. 采用核磁共振波谱(¹H NMR)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)及凝胶渗透色谱(GPC)表征了HEUR的结构、 分子量及其分布, 研究了其在水性乳液中的流变行为. 研究结果表明, 当HEUR封端基团为C14, C16和C18, 且质量分数增加到1.0%以上时, 增稠的乳液(Latex/HEUR)的流变曲线出现触变环, 为触变性流体. 当HEUR亲疏水比值(R_h)减小时, 疏水性增强, 触变环向低剪切速率( \dot{\gamma } )方向移动, 黏度下降率(Δη)增大; 当HEUR用量增加时, 触变环面积(S_loop)也增大. 这些触变性特点归因于HEUR在乳液中的缔合作用、 氢键作用及链缠结. 利用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对Latex/HEUR的聚集态和表面形貌进行了表征. 结果表明, 随着HEUR封端基团链长增加, Latex/HEUR颗粒粒径增大, 表面变粗糙.     

含二十二烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯功能单体的缔合型乳液增稠剂的制备及表征

以甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯和不同量的功能单体二十二烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(BEM)为原料,采用半连续乳液聚合方法合成了疏水改性碱溶性缔合型增稠剂乳液.测定了增稠剂乳液的粘度、透光率、乳胶粒粒径及其分布等性能,考察了不同固含量下乳液粘度和透光率随pH的变化情况.结果表明随着BEM用量的增加,乳胶粒粒径逐渐增大.随着pH值的增加,乳液的粘度首先迅速升高,然后缓慢下降.与不含BEM的增稠剂乳液相比,当乳液固含量大于0.5%,BEM含量占单体量低于5.0wt%时,该缔合型增稠剂的增稠效果和抗剪切性有显著提高,BEM含量较高(8.0wt%或更高)时反而使增稠效果和抗剪切性变差.在此基础上研究了增稠剂对苯丙乳液的增稠效应,结果显示BEM含量占单体量的2.5wt%时,对苯丙乳液的增稠作用最好.与使用功能单体三苯乙基苯酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯改性的增稠剂相比,含BEM的增稠剂在BEM用量较少的情况下就能起到明显的增稠效果.     

纳米级稠化剂颗粒沉积膜在乏脂润滑中的作用机制研究

利用双光束干涉法对点接触区乏脂润滑成膜特性规律以及接触区附近润滑剂的微观迁移特性进行了观测.在试验条件下,接触区会经历充分润滑—乏脂—沉积膜润滑—分离油润滑等润滑状态.借助原子力显微镜,探测到沉积膜是润滑脂的稠化剂被碾压破碎而沉积在滚压轨道表面的一层纳米级颗粒薄膜;而分离油是在剪切过程中润滑脂内逐渐释放基础油.试验初始,接触区周围的润滑脂池因乏脂而迅速消失,但分离油会逐渐形成"第二相油池"以实现回流补给.沉积膜增大了基础油在滚动轨道表面的接触角,阻碍回流补给,但其会随运动逐渐磨损,此后分离油将进入接触区补充润滑膜.初步发现,当分离油不充足时,沉积膜有利于保护润滑轨道.     

含三苯基乙基苯氧基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯功能单体的缔合型乳液增稠剂的制备及增稠机理

采用半连续法乳液聚合以甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯和不同量的功能单体三苯基乙基苯氧基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(SEM-25)为原料合成了疏水改性碱溶性增稠剂乳液. 测定了增稠剂乳液的粘度、透光率、pH、粒径及其分布, 结果表明随着pH值的增加, 乳液的粘度和透光率首先迅速升高, 然后缓慢下降. 随着SEM-25用量的增加, 乳胶粒的粒径先增大后减小. 与不含SEM-25的乳液增稠剂相比较, SEM-25低含量增稠剂的增稠效果和抗剪切性没有提高, 只有当SEM-25用量提高至单体质量的12%, 且乳液固含量大于0.65%时, 所制备缔合型增稠剂乳液的粘度和流变性比不含SEM-25的增稠剂才有明显提高. 在此基础上研究了增稠剂对苯丙乳液的增稠性. 含有增稠剂的苯丙乳液的粘度和透光率随pH值的变化与纯增稠剂乳液的变化类似. 只有当加入0.34 wt%苯丙乳液固体质量的增稠剂, 并且增稠剂中SEM-25含量达到5 wt%时苯丙乳液的粘度与使用不含SEM-25的增稠剂增稠的粘度相比才有明显增高. 在此基础上对增稠剂的增稠机理进行了探讨.     

高锰酸钾引发魔芋粉/丙烯酰胺接枝共聚合及其增稠性研究

用KMnO4作引发刺对魔芋粉(KGM)与丙烯酰胺(AM)进行了接枝共聚反应．研究了引发剂浓度、接枝单体浓度、体系酸度、反应温度、反应时间以及KGM预氧化时间等条件对接枝效率的影响．结果表明：在适宜的条件下，接枝效率可达90％以上，并且接枝物的水溶性与增稠性得到较大的改善。     

聚合工艺对聚丙烯酸盐增稠性能的影响

聚丙烯酸盐增稠剂;;耐电解质性能;长链疏水缔合单体;溶液聚合;反相乳液聚合;聚合工艺对聚丙烯酸盐增稠性能的影响     

增稠剂的反相乳液聚合及增稠性能研究

通过反相浮液聚合的方法合成一种印花增稠剂，并对它的应用性能进行了较为全面的测试，结果表明，合成的增稠剂有比较强的增稠性能，而且耐电解质性能明显优于同类产品KG－202。并用电子显微镜观察了在不同pH值时乳胶粒子的结构。     

Effect of thickener structure on paper-coating color properties

Physical and chemical properties of clay-based paper-coating colors have been characterized. The “surface potential” (zeta potential) of kaolin particles used in paper-coating formulations was determined as functions of pH and sodium polyacrylate (used as a dispersant) concentration. The optimal pH and dispersant concentration have been established. The effect of adsorption of two different thickeners on the kaolinite particle potential was also investigated. The rheological properties of coating colors, thickened with an associative polymer and a commonly used thickener, have been compared. The rheological behavior of all the coating colors studied was found to be similar, except for the magnitude of the elastic modulus, which was considerably larger for the more hydrophobic thickener. The water-retention properties of the colors could be qualitatively correlated with the molecular structure of the thickeners. An interaction mechanism (e.g. formation of hydrophobic micellar domains) between kaolinite particles and the associative polymer has been proposed. Received: 10 August 2000/Accepted: 2 January 2001     

AA-AM-AN三元共聚物的合成及其溶液性能的研究

采用自由基水溶液共聚法制备了水溶性丙烯酸－丙烯酰胺－丙烯腈共聚物。对聚合反应温度、引发剂用量、尿素用量、聚合物浓度、电解质浓度、剪切速率、温度等因素对聚合物溶液性能的影响进行了研究。结果表明,合成的水溶性聚合物具有良好的增稠作用及耐温抗盐抗剪切等性能。